DE2346463A1

DE2346463A1 - METAL SLEEVE FOR NUCLEAR FUEL

Info

Publication number: DE2346463A1
Application number: DE19732346463
Authority: DE
Inventors: Leslie Clapham
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1972-09-15
Filing date: 1973-09-14
Publication date: 1974-04-04
Also published as: US4046631A; BE804889A; JPS5618917B2; JPS4992495A; GB1404234A; IT996701B; ES418797A1; FR2209170A1; SE413710B; FR2209170B1; DE2346463C2

Description

DR. BERG OIPL.-ING STAPF DIPL.-ING. SCHWABK DR. DR. SANDMAIRDR. BERG OIPL.-ING STAPF DIPL.-ING. SCHWABK DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE OQ/ R / RQPATENT LAWYERS OQ / R / RQ

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02458 MUNICH 86, POST BOX 86 0245

Anwaltsakte 2k 3^k/5 ^ September 19.73Attorney's file 2k 3 ^ k / 5 ^ September 19.73

United Kingdom Atomic Energy-Authority, London S.W.!/GroßbritannienUnited Kingdom Atomic Energy Authority, London S.W.! / Great Britain

Metallhülse für AtombrennstoffMetal sleeve for nuclear fuel

Die Erfindung betrifft in Metallhülsen eingeschlossenen Atombrennstoff und erstrebt die Verbesserung der Verbindung des Verschlusses solcher Hülsen mit diesen.The invention relates to encapsulated in metal sleeves Nuclear fuel and strives to improve the connection the closure of such sleeves with these.

Bevor während der Herstellung eingehülster Atombrennstoffe der Hülsenverschluß hergestellt wird, wird dasBefore the casing closure is produced during the production of encapsulated nuclear fuels, this is done

«09814/0413 ^0ΒβΙΝΛ «09814/0413 ^0ΒβΙΝΛ

Innere der Hülse evakuiert (ggf. mit einem inerten Gas angefüllt), damit sämtliche Fremdkörper beseitigt werden, welche später chemische Reaktionen eingehen können, durch welche die Eignung der Hülse als Behälter für Atombrennstoff beeinträchtigt werden kann. Trotz dieser Vorsichtsmaßnahmen, welche eine Routinemaßnahme bei der Herstellung von eingehülstem Atombrennstoff darstellen, ist es schwierig sicherzustellen, daß die Beseitigung von Fremdkörpern oder Fremdsubstanzen absolut ist, denn einige Gase oder Dämpfe, insbesondere Wasserdampf, verbleibt in adsorbierter Form in festen Oberflächen innerhalb der Hülse. Der Erfinder hat erkannt, daß manche Fehler bei eingehülstem Brennstoff auf chemische Reaktionen zurückgeführt werden können, welche innerhalb der Hülse zwischen den gasförmigen Komponenten dieser absorbierten Dämpfe auftreten, wobei diese Komponenten erst dann frei auftreten, nachdem die Hülse der Strahlung und hohen Temperatur in einem Atomreaktor ausgesetzt wurde. Eine Beseitigung der Fehler an dieser Stelle bedeutet ein höchst drastisches Vorgehen, denn dies hat zur Folge, daß der Reaktor außer Betrieb gesetzt und ein Teil des Reaktorkernes ausgebaut werden muß, da ui v. r ,:->.,,) fehlerhafte Brennstoff hü ise herausgezogen werden tun,,Inside of the sleeve evacuated (if necessary filled with an inert gas) so that all foreign bodies are removed, which can later enter into chemical reactions, by which the suitability of the sleeve as a container for nuclear fuel can be affected. Despite these precautionary measures, what a routine measure in the manufacture of encased nuclear fuel, it is difficult ensure that the removal of foreign objects or foreign substances is absolute, because some gases or Vapors, especially water vapor, remain in the adsorbed Form in solid surfaces within the sleeve. The inventor has recognized that some errors are encased Fuel can be traced back to chemical reactions which occur within the sleeve between the gaseous components of these absorbed vapors, wherein These components only occur freely after the sleeve of radiation and high temperature in a nuclear reactor was exposed. Eliminating the errors at this point means a very drastic approach, because this has the consequence that the reactor is put out of operation and part of the reactor core is removed must, since ui v. r,: ->. ,,) Faulty fuel shell pulled out will do,

409814/0413409814/0413

Von den verwendbaren Hülsenmaterialien ist Zirkonium wegen seines geringen Neutronenabsorptionsquerschnittes und wegen seines in Verbindung mit anderen Legierungsbestandteilen vorhandenen guten Hochtemperaturverhaltens ein ausgezeichnetes Ausgangsmaterial für eine Legierung zur Herstellung der Hülse und deuten Verschlusses, Zirkonium als Grundmaterial enthaltende Legierungen, wie diejenigen, die unter der Handelsbezeichnung "Zircalloy¹¹ gehandelt werden, neigen zur Aufnahme von Wasserstoff und reagieren somit mit einem solchen Gas unter Bildung von Zirkoniumhydrid,Of the sleeve materials that can be used, zirconium is an excellent starting material for an alloy for the manufacture of the sleeve because of its small neutron absorption cross-section and because of its good high-temperature behavior in conjunction with other alloy components, and for closure, alloys containing zirconium as the basic material, such as those sold under the trade name "Zircalloy ¹¹ , tend to absorb hydrogen and thus react with such a gas to form zirconium hydride,

Mit Sicherheit verbleibt etwas Wasserdampf innerhalb einer geschlossenen Hülse, Der Wasserdampf wirkt später als mögliche Quelle für freien Wasserstoff, Es wurde festgestellt, daß der Angriff des Hülsenverschlusses durch diesen freien Wasserstoff, begleitet durci: die Bildung des Hydrides, welches zur Dichtungsschw^ißnaht des Verschlusses wandert, zu einer Zerstörung der Wirksamkeit der Hülse führt.Certainly some water vapor will remain inside a closed sleeve, the water vapor later acts as a possible source of free hydrogen, it became found that the attack of the sleeve lock by this free hydrogen, accompanied durci: the Formation of the hydride which forms the sealing weld of the closure migrates, leads to a destruction of the effectiveness of the sleeve.

Gemäß der Erfindung ist eine Metallhülse für Atombrennstoff mit einem metallischen Verschlußstopfen zum Verschließen eines offenen Endes der Hülse vorgesehen, wo-According to the invention is a metal sleeve for nuclear fuel with a metal plug for sealing an open end of the sleeve is provided, where-

4096 U/CU 1 3 ~ ^h '4096 U / CU 1 3 ~ ^h '

bei der Stopfen einen Verschlußteil, welcher derart gestaltet ist, daß er in das offene Ende eingreift, sowie einen sich axial von dem Verschlußteil in das Hülseninnere erstreckenden Steg verringerten Querschnitts aufweist, welcher in einen Flansch mit demgegenüber größerem Querschnitt aus einem Material ausläuft, welches selektiv angriffsfähig für Wasserstoff ist. Der Verschlußteil des Stopfens, der Steg und der Flansch können aus einem einzigen Halbzeug aus Metall spanabhebend hergestellt sein, welches vorzugsweise eine Legierung mit Zirkonium als Grundbestandteil ist, Unabhängig davon, ob diese Teile einstückig sind oder einen Verbundkörper darstellen, kann die dem Hülseninneren zugewandte Stirnfläche des Flansches eine ausgeprägte Oberflächenrauhigkeit haben, d, h. die vom Maschinenwerkzeug herrührenden Markierungen werden beibehalten, so daß die Stirnfläche rauher ist, als die Innenseite der Hülsenwand und eine Absorption des Wasserstoffs an der Stirnfläche begünstigt ist. Die Abmessungen dieser Teile des Stopfens sind, falls sie zylindrisch sind, derart, daß der Flansch in die Hülse unter Freihaltung eines geringen Spaltes eingreift und mit dem Verschlußteil über einen Steg verbunden ist, dessen Durchmesser etwa halb so groß ist wie derjenige des Flansches,in the plug, a closure member which is designed such that it engages the open end, as well has a cross-section of reduced cross-section extending axially from the closure part into the interior of the sleeve, which runs out into a flange with a larger cross-section made of a material which is selectively attackable is for hydrogen. The closure part of the plug, the web and the flange can be made from a single one Semi-finished metal can be machined, which is preferably an alloy with zirconium as a basic component is, regardless of whether these parts are in one piece or constitute a composite body, the dem The end face of the flange facing the inside of the sleeve have a pronounced surface roughness, d, h. the ones from Markings originating from the machine tool are retained, so that the face is rougher than the inside the sleeve wall and an absorption of the hydrogen at the end face is favored. The dimensions of this Parts of the plug, if they are cylindrical, are such that the flange into the sleeve while keeping one free engages small gap and is connected to the closure part via a web, the diameter of which is about half is as large as that of the flange,

- 5 4098 1 4/0413- 5 4098 1 4/0413

Brauchbare Querschnittsverhältnisse liegen in den folgenden Bereichen:Useful aspect ratios are in the following areas:

HülseninnendurchmesserSleeve inside diameter

und Verschlußteil Flansch Stegand locking part flange web

5,0 : 4,0 ι 1,0 und5.0: 4.0 ι 1.0 and

8,0 : 6,0 : 1 ,58.0: 6.0: 1.5

Bevorzugte Abmessungsverhältnisse sind etwaPreferred dimensional ratios are approximately

6,8 : 5,0 : 1,26.8: 5.0: 1.2

In einem typischen Fall kann ein Ringspalt von 0,5 mm zwischen dem Umfang des Flansches und der Hülsenwand vorgesehen werden.In a typical case, an annular gap of 0.5 mm can be provided between the circumference of the flange and the sleeve wall will.

Der Verschlußteil, der Steg und der Flansch können aus zwei oder mehr getrennten Einzelteilen bestehen, die zu einer Einheit verbunden werden.The closure part, the web and the flange can consist of two or more separate items that lead to be connected to a unit.

Vorzugsweise ist der Flansch aus Zirkonium oder einer Zirkoniumlegierung, wobei die der Brennstoffüllung zugewandte Stirnseite des Flansches aufgerauht sein kann, so daß die Aufnahmefähigkeit des Flansches für Wasserstoff erhöht ist. Dieser Flansch, welcher den heißesten Teil des Stopfens bildet, da er dem Brennstoff am nächstenThe flange is preferably made of zirconium or a zirconium alloy, the one facing the fuel filling The face of the flange can be roughened, so that the capacity of the flange for hydrogen is increased. This flange, which forms the hottest part of the plug as it is closest to the fuel

409814/0413 - ⁶ -409814/0413 - ⁶ -

ist, ist derjenige Teil, in welchem Hydride bevorzugt gebildet werden. Wenn sich das Hydrid bildet und eine gewisse Konzentration erreicht, wandert es entlang den Kornoder Kristallgrenzen wegen des abfallenden Temperaturgradienten von der heißen Stirnfläche des Flansches zur kühleren Flanschseite und dem dort angrenzenden Steg hin in den Flansch hinein. Der geringe Querschnitt des Steges bildet ein Hindernis für die Wärmeleitung und die Hydridübertragung und verhindert sorait die Bildung des Hydrides am Stopfen im Bereich der Dichtungsschweißnaht bzw. die Übertragung des in den heißeren Flanschbereichen gebildeten Hydrides in die Schweißnaht,is that part in which hydrides are preferentially formed. When the hydride forms and some When it reaches concentration, it migrates along the grain or crystal boundaries because of the falling temperature gradient from the hot face of the flange to the cooler flange side and the web adjoining there into the flange. The small cross-section of the web forms an obstacle to heat conduction and hydride transfer and thus prevents the formation of the hydride on the plug in the area of the sealing weld or the Transfer of the hydride formed in the hotter flange areas into the weld seam,

Die Wirksamkeit oder Integrität der Brennstoffhülse ist somit verbessert, da die Schweißnaht nicht dem Hydridangriff ausgesetzt ist. Funktionell sind die Ataraessungs— Verhältnisse derart, daß gewährleistet ist, daß der Flansch dem Hülseninneren eine ausreichend große Oberfläche darbietet, so daß er den größten Anteil jedweden Wasserstoffes leicht aufnimmt, welcher in dem den Brennstoff enthaltenden Raum entsteht, und daß der Steg einen ausreichend geringen Querschnitt hat (selbs ^verständlich) den Flansch abzustützen und sowohl für die Wärneleitung vom Flansch und für die Diffusion von Hydridsalzen ausThe efficiency or integrity of the fuel sleeve is thus improved because the weld seam is not exposed to attack by hydride. Functionally, the atareasurement ratios are such that it is ensured that the flange presents the sleeve interior with a sufficiently large surface area so that it easily absorbs the largest proportion of any hydrogen which is produced in the space containing the fuel, and that the web has a sufficiently small one Cross-section (of course) has to support the flange and both for heat conduction from the flange and for the diffusion of hydride salts

4098U/0A134098U / 0A13

dem Flansch zum Verschlußteil sowie über diesen in die Schweißnaht zwischen der Hülse und dem Verschlußstopfen ein wirksames Hindernis bildet.the flange to the closure part and via this into the weld seam between the sleeve and the closure plug forms an effective obstacle.

In einer Ausgestaltung kann der Verschlußstopfen als Doppelstopfen ausgebildet sein, so daß er zwei koaxiale Metallhülsen miteinander verbinden kann, wobei jedes Stopfenende einen Steg und einen Endflansch aufweist, welcher für Wasserstoff aufnahmefähig ist.In one embodiment, the sealing plug can be used as Double plug be designed so that it has two coaxial Can connect metal sleeves to one another, each plug end having a web and an end flange, which is receptive to hydrogen.

Die Erfindung wird anhand von bevorzugten Ausführungsbeisp^;?len unter Bezug auf die Zeichnung erläutert« In der Zeichnung zeigt:The invention is based on preferred exemplary embodiments ^; ? len explained with reference to the drawing «In the drawing shows:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Teil einer zylindrischen Brennstoffhülse, nämlich durch lediglich ein Ende, mit einem Versciiluflatopfen, urdFig. 1 is an axial section through part of a cylindrical Fuel sleeve, namely through only one End, with a Versciiluflatopfen, urd

Fig. 2 einen Axialschnitt durch einen Doppelstopfen, welcher zwei gleiche, mit ihren Enden einander zugewandte Brennstoffhülsen miteinander verbindet.Fig. 2 is an axial section through a double plug, which connects two identical fuel sleeves with their ends facing each other.

Die Atombrennstoff-Hülse in Fig. i besteht aus einem Rohr zylindrischen Querschnitts aus einer Zirkonium als Grund-The nuclear fuel can in Fig. I consists of a tube cylindrical cross-section made of a zirconium as a basic

409814/0413 ~⁸~409814/0413 ~ ⁸ ~

bestandteil enthaltenden Legierung. Die Hülse enthält Tabletten 2 aus Atombrennstoff, wie aus iJrandioxidpulver. Die Tabletten füllen nicht das gesamte Innere der Hülse aus. Vielmehr ist ein freier Raum 3 an einem Hülsenende freigehalten. Das Ende der Hülse ist durch den Verschlußteil 4 eines Stopfens verschlossen und durch eine Umfangsschweißnaht 5 abgedichtet. Nicht gezeigte federnde Elemente sind als Abstandshalter für die Tabletten vorgesehen. constituent alloy. The sleeve contains Tablets 2 made from atomic fuel, such as from iJane dioxide powder. The tablets do not fill the entire interior of the sleeve. Rather, there is a free space 3 at one end of the sleeve kept free. The end of the sleeve is closed by the closure part 4 of a plug and by a circumferential weld seam 5 sealed. Resilient elements (not shown) are provided as spacers for the tablets.

Von dem Verschlußteil h des Stopfens ragt ein Steg 6 verringerten Durchmessers weg, welcher an seinem freien Ende einen Flansch. 7 aus einer Zirkoniumlegierung trägt, an welchem Wasserstoff bevorzugt angreift. Wie gezeigt sind der Verschlußteil k, der Steg 6 und der Flansch 7 ein-' teilig, indem sie aus einem einzigen Halbzeug spanabhebend hergestellt sind. Der Flansch 7 ist in seinem durch die spanabhebende Bearbeitung erzeugten Zustand verblieben, wohingegen die Flächen des Verschlußteiles, welche an der Hülsenwand angreifen, fertig geglättet sind, so daß keinerlei Werkzeugmarkierungen verbleiben.A web 6 of reduced diameter protrudes from the closure part h of the stopper and has a flange at its free end. 7 made of a zirconium alloy, which is preferably attacked by hydrogen. As shown, the closure part k, the web 6 and the flange 7 are in one piece, in that they are produced by machining from a single semi-finished product. The flange 7 has remained in its state produced by the machining, whereas the surfaces of the closure part which engage the sleeve wall are completely smoothed so that no tool markings remain.

Für einen Hülseninnendurchmesser d1 von 13,6 mm hat der Flansch einen Durchmesser d2 von 10 mm, wohingegen derFor an inner sleeve diameter d1 of 13.6 mm, the flange has a diameter d2 of 10 mm, whereas the

4-0 98 U / (H 1 3 - ⁹ -4-0 98 U / (H 1 3 - ⁹ -

Stegdurchmesser d3 2,4 mm beträgt_o Bar diameter d3 2.4 mm is _o

Im Betrieb sammelt sich, der vom Wasser, welches aus den Brennstofftabletten ausgeschieden wird, trennende Wasserstoff in dem Raum 3^>und, da er ein leichtes Element ist, steigt er nach oben, wo er auf die heiße Stirnfläche des Flansches 7 auftrifft, welche von einem engen Ringspalt 7^a zwischen dem Umfang des Flansches und der Hülsenwand umgeben ist.During operation, the hydrogen separating the water that is separated from the fuel pellets collects in space 3 ^> and, since it is a light element, it rises to the top, where it hits the hot face of the flange 7, which is surrounded by a narrow annular gap 7 ^a between the circumference of the flange and the sleeve wall.

Somit ist die Wahrscheinlichkeit, da.ß der Wasserstoff von der rauhen Oberfläche des Flansches, d. h. von dessen heißesten Bereich, adsorbiert wird, sehr groß und für das Hindurchtreten von Wasserstoff durch den Spalt 7^a klein. Der Wasserstoff reagiert, wenn er erst adsorbiert ist, mit dem Zirkonium im Flansch 7 und bildet ein Zirkoniumhydrid, welches entlang den Korngrenzen in den Steg 6 diffundiert, solange ein Temperaturgradient vorhanden ist, d. h. die Temperatur von der Stirnseite des Flansches zum Steg 6 hin abfällt. In diesem kühleren Bereich neigen die Salze zur Ausscheidung an der Stegfläche. Hierdurch wird eine Wanderung der Hydride aus dem Steg in den Verschlußteil des Stopfens und von dort in die Dichtungsschweiß— naht 5 vermieden, welche andernfalls geschwächt und sehrThus, the probability da.ß the hydrogen from the rough surface of the flange, that is, from its heißesten area is adsorbed, very large and for the passage of hydrogen through the gap 7 ^a small. Once it has been adsorbed, the hydrogen reacts with the zirconium in the flange 7 and forms a zirconium hydride which diffuses along the grain boundaries into the web 6 as long as a temperature gradient is present, i.e. the temperature drops from the face of the flange to the web 6 . In this cooler area, the salts tend to precipitate on the web surface. This prevents the hydrides from migrating out of the web into the closure part of the stopper and from there into the sealing weld seam 5, which would otherwise be weakened and very much

4098U/041 3 - 10 -4098U / 041 3 - 10 -

anfällig gegen Bruch werden würde. Andere von dem Vorhandensein von freiem Wasserstoff in der Brennstoffhülse begleitete Zerstörungseffekte sind ebenfalls vermieden.would become prone to breakage. Others from the presence of free hydrogen in the fuel sleeve accompanying destructive effects are also avoided.

Der beschriebene Verschlußstopfen kann sowohl an dem einen als auch dem anderen Ende der Hülse verwendet werden und falls erwünscht, können die Brennstofftabletten sich an der Stirnfläche des Flansches 6 abstützen, wobei Vorsorge zu treffen ist, daß die eine oder beide der aneinander angrenzenden Flächen derart ausgespart oder gewölbt werden, daß ein maximaler Oberflächenbereich den Verunrei— nigungsgasen präsentiert wird.The sealing plug described can both on the one as well as the other end of the sleeve and, if desired, the fuel pellets can attach the end face of the flange 6, taking care that one or both of the one another adjacent surfaces are recessed or arched in such a way that a maximum surface area can cleaning gases is presented.

Fig. 2 zeigt einen Doppelstopfen für die endseitige Verbindung zweier mit ihren Enden einander zugewandten Brennstoff hülsen 11, 12, wobei außerdem die Innenräume der beiden Hülsen miteinander verbunden werden.Fig. 2 shows a double plug for the end connection two with their ends facing fuel sleeves 11, 12, and also the interiors of both sleeves are connected to each other.

Im einzelnen enthält jede Hülse 11, 12 übereinandergestapelte Tabletten 13 aus Atotnbrennstoff, wobei die Länge der Hülse diejenige der Brennstoffüllung übersteigt, so daß ein Raum 14 über der obersten Brennstofftablette in der unteren Hülse 12 frei bleibt. Der Verbindungsstopfen 15 vereinigt in der Wirkung zwei der in Fig. 1 gezeigtenIn detail, each sleeve 11, 12 contains stacked one on top of the other Tablets 13 made of atomic fuel, the length being the sleeve exceeds that of the fuel filling, so that a space 14 above the top fuel pellet in the lower sleeve 12 remains free. The connecting plug 15 combines two of those shown in FIG. 1 in effect

4098U/CK1 3 . " ¹¹ "4098U / CK1 3. " ¹¹ "

Stopfen dadurch, daß diese Rücken an Rücken über ein Brückenstück 16 miteinander verbunden werden. Letzteres weist ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten Flanschen 17 auf, welche über den Umfang der Hülsenwand nach außen hinausragen, um die Brennstoffhülse am Umfang von der Wand des sie aufnehmenden Kanals oder von benachbarten Brennstoffhülsen auf Abstand zu halten. Der Doppelstopfen ist aus einem einzigen Halbzeug aus Zirkoniumlegierung spanabhebend hergestellt. Jedes Stopfenende weist einen Endflansch 18, einen Steg Λ^ und einen Verschlußteil 20 auf, die ähnlich oder gleich wie der Einzelstopfen in Fig. 1 bemessen sind. Durch den ganzen Rohling für den Doppelstopfen wird ein Kanal 22 gebohrt, welcher eine Verbindung der Hulsenxnnenräume miteinander erlaubt.Stopper in that these are connected to one another back to back via a bridge piece 16. The latter has a pair of spaced apart flanges 17 which protrude beyond the circumference of the sleeve wall to the outside to keep the fuel sleeve at the circumference from the wall of the channel receiving it or from adjacent fuel sleeves at a distance. The double plug is machined from a single semi-finished product made of zirconium alloy. Each end of the stopper has an end flange 18, a web Λ ^ and a closure part 20, which are similar or the same as the individual stopper in FIG. A channel 22 is drilled through the entire blank for the double stopper, which allows the inner spaces of the sleeve to be connected to one another.

Die Wirksamkeit des Stopfens in Fig. 2 ist gleich derjenigen des Stopfens in Fig. 1 , d.· h, er wehrt einen typischen Hydridangriff in den folgenden Stufen ab:The effectiveness of the plug in Fig. 2 is similar to that of the plug in Fig. 1, i.e. it repels a typical one Hydride attack in the following stages:

a) Wasserstoff aus aus dem Brennstoff unter Betriebsbedingungen ausgeschiedenem Wasser tritt in der Hülse auf und steht einer sehr heißen Endfläche des Flansches 7 (18) gegenüber;a) Hydrogen emerges from water separated from the fuel under operating conditions in the sleeve and faces a very hot end face of the flange 7 (18);

• - 12 -• - 12 -

4098U/0A134098U / 0A13

b) eine Schicht aus Zirkoniumhydrid wird auf der Endfläche des Flansches gebildet, wenn der letztere Wasserstoff adsorbiert;b) a layer of zirconium hydride is formed on the end face of the flange when the the latter adsorbs hydrogen;

c) ggf. beginnt ein Diffusionsmechanismus, durch welchen das Hydrid von der heißen Endfläche in die kühleren Bereiche des Stopfens übertragen werden, d. h. zu der von der Endfläche abgewandten Flanschseite und dem Steg hin« Sctiließlich ist der Hydridanteil an der Außenseite des Flansches größer als an der Endfläche. Es wird darauf hingewiesen, daß dieselben Reaktionen gleichzeitig an der Oberfläche der Hülsenwand stattfinden,"falls diese aus Zirkoniumlegierung besteht. Jedoch findet eine Hydridwanderung entlang der Hülsenwand nur in einem sehr geringen Ausmaß statt, da der Temperaturgradient entlang diesem Teil, verglichen mit den abfallenden Temperaturgradienten entlang des Stopfens von dem Flansch zu dem Verschlußteil über den Steg des Stopfens klein ist.c) if necessary, a diffusion mechanism begins which transfer the hydride from the hot end face to the cooler areas of the plug be, d. H. towards the flange side facing away from the end face and towards the web the hydride content is greater on the outside of the flange than on the end face. It will pointed out that the same reactions occur simultaneously on the surface of the sleeve wall take place "if these are made of zirconium alloy consists. However, there is only very little hydride migration along the sleeve wall Extent held because of the temperature gradient along this part, compared with the sloping one Temperature gradients along the plug of the flange to the closure part over the web of the plug is small.

Endlich scheidet sich Zirkoniumhydrid in der Fläche der kühleren Bereiche des Steges ab und dadurch wird eineFinally, zirconium hydride separates in the area of the cooler areas of the bridge and this creates a

- 13 -- 13 -

4 0 9 8 14/04134 0 9 8 14/0413

Verunreinigung der Schweißnaht durch Hydride gut abgewehrt, wobei die Schweißnaht die Endbarriere gegen ein Undichtwerden bildet.Contamination of the weld seam by hydrides is well repelled, wherein the weld seam forms the final barrier against leakage.

- Ansprüche ■—- Claims ■ -

4098U/CK134098U / CK13

Claims

© Ketal sleeve for nuclear fuel, marked by one for closing an open end of the sleeve (1, 11, 12) serving sealing plug, the one in the open end fittingly engaging closure part (4, 20), in contrast, having a smaller cross-section Web (6, 19) »which extends axially from the closure part into the interior of the sleeve, and one has a larger cross-section than the end flange (7, 18), which consists of a selected for attack by hydrogen-absorbing material is formed «

2. fuel off sleeve with a Yer closing plug according to claim 1, characterized in that the locking part engaging in the open end of the sleeve, the web and the end flange are formed in one piece from the same semi-finished product.

3. fuel sleeve with a sealing plug according to claim 1 or 2, characterized in that the End flange is formed from zirconium or a zirconium alloy.

409814/0413 - 15 -

k _m Fuel sleeve according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the surface of the end flange facing away from the closure part has a surface roughness which is greater than that of the inner surface of the sleeve wall.

5. Fuel sleeve according to claim k , characterized in that the surface of the end flange facing away from the closure part has a number of annular grooves or annular grooves formed therein.

6. Nuclear fuel containing fuel sleeve according to a of claims 1 to 51, characterized in that the the end of the sleeve sealing plugs over a sealing weld (5j 21) connected to the sleeve is -and that the web acts as a temperature gradient that drops sharply towards the closure part Part is formed,

7 · Fuel sleeve according to claim 6, characterized in that that the sealing plug as a more steeply sloping temperature gradient from the flange to the The web is designed as a part acting along the sleeve wall towards the weld seam,

409814/0413

Blank page